Основы вычислительной математики. Денисова Э.В - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

1. Вычисление значений показательной функции.
Для показательной функции справедливо разложение
()
0
.
!
k
x
k
x
ex
k
=
=
−∞ < <
(2.4)
Вычисления удобно вести, пользуясь следующей рекуррентной записью:
()
11
0
,1,2,,.
x
kk k k k k
k
x
euuuSSuk n
k
−−
=
== =+=
Где
0
1,u =
0
1.S =
Число
0
!
k
n
n
k
x
S
k
=
=
приближённо даёт искомый результат
x
e
.
Для остатка ряда может быть получена следующая оценка :
(
)
nn
Rx u<
при 02 ;
x
n
<
поэтому процесс суммирования может быть прекращён, как только очередной вычисленный член ряда
k
u
будет по модулю меньше заданной допустимой погрешности
ε
:
n
u
< .
2
если только x
π
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
При больших по модулю значениях
x
ряд
()
0
.
!
k
x
k
x
ex
k
=
=
−∞ < <
(2.4) малопригоден для
вычислений. В этих случаях обычно поступают так: представляют
x
в виде суммы
(
)
,
x
Ex q
=
+
где
(
)
E
x целая часть
x
и q дробная его часть,
01.q
<
Тогда
(
)
.
Ex
x
q
ee e
=
Первый множитель
()
Ex
e
находится с помощью умножения
(
)
()
,
Ex
Ex раз
eeee=⋅

если
(
)
0,Ex>
и
()
()
11 1
,
Ex
Ex
р
аз
e
ee e
=⋅

если
(
)
0,Ex
<
Второй множитель вычисляется с помощью степенного разложения
0
.
!
n
q
n
q
e
n
=
=
При
01q≤<
этот ряд быстро сходится, так как
()
1
1
0.
!
n
n
R
qq
nn
+
≤<
П р и м е р 2.1. Найти
e
с точностью до
5
10 .
Р е ш е н и е. Пользуемся формулой
1
2
0
1
,
2
n
kn
k
euR
=
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠
(2.5)
где
0
1,u =
1
2
k
k
u
u
k
=
()
1, 2, ,kn= . Слагаемые подсчитываем с двумя запасными десятичными